Bagaimana Lohner-Porsche Elektromobil Menemukan Mobil Hibrida

Anda mungkin teringat Toyota Prius ketika mendengar kata hybrid. Itu adil. Sejak akhir tahun 1990an, Prius mendefinisikan kategori tersebut, memacu pesaingnya seperti Honda Insight dan Ford Fusion Hybrid untuk bersaing. Namun gagasan memadukan mesin gas dengan motor listrik sudah lama ada. Sangat tua. Mobil hybrid pertama satu dekade mendahului Model T.

Sejarah kendaraan listrik hibrida (HEV) dimulai pada tahun 1900.

Debut Paris tahun 1900

Ferdinand Porsche, yang bekerja untuk pabrikan Austria Lohner-Kessburg, meluncurkan Lohner-Porsche Elektromobil di Paris Exposition. Kelihatannya seperti kotak beroda, tapi rekayasanya radikal.

Kebanyakan mobil pada masa itu menggunakan tenaga uap, listrik, atau bensin. Porsche melakukan sesuatu yang berbeda. Dia membuat mobil yang menggunakan listrik untuk berkendara di kota. Tapi itu punya trik.

Lohner-Porsche Elektromobil adalah kendaraan pertama yang menggunakan mesin pembakaran internal untuk mengisi ulang baterainya.

Itulah definisi hybrid. Mesin gas menghasilkan tenaga untuk mengisi baterai, yang kemudian menggerakkan roda. Sebelumnya, Anda harus mencolokkan mobil ke stopkontak di dinding. Porsche memecahkan masalah kecemasan jangkauan yang masih menghantui kendaraan listrik murni hingga saat ini. Dia menggunakan mesin bensin kecil untuk menjaga baterai tetap terisi saat mengemudi.

Mengapa Ini Penting Sekarang

Anda mungkin bertanya, mengapa eksperimen awal ini menghilang?

Pertama, bensin menjadi murah dan melimpah. Mobil listrik murni kesulitan dalam hal jangkauan. Mobil berbahan bakar gas murni memenangkan pasar. Konsep hybrid tidak aktif selama beberapa dekade.

Kemudian, krisis minyak dan peraturan lingkungan hidup kemudian menghidupkannya kembali.

• 1968: General Motors membangun XP 512, sebuah hibrida eksperimental yang menggunakan listrik pada kecepatan rendah dan gas pada kecepatan tinggi.
• 1973: Victor Wouk membuat prototipe pada Buick Skylark tahun 1972. EPA tidak mendanainya, sehingga mati.
• 1989: Audi memamerkan Audi Duo, memadukan motor listrik 12 hp dengan mesin gas 139 hp.
• 1997: Toyota meluncurkan Prius di Jepang.

Era modern sebenarnya hanyalah kebangkitan dari gagasan tahun 1900 itu. Lohner-Porsche membuktikan bahwa Anda dapat memisahkan mesin dari roda. Anda dapat menjalankan di satu sumber, lalu di sumber lainnya. Fleksibilitas itulah yang menjadi inti dari setiap hibrida sejak saat itu.

Bagian selanjutnya menguraikan mekanisme spesifik Lohner-Porsche dan mengapa ia jauh lebih maju dari zamannya.

Bagaimana Lohner-Porsche Elektromobil mengatasi kecemasan jangkauan pada tahun 1900

Tantangan teknik bagi para pembuat mobil awal sederhana namun keras kepala. Baterai terkuras dengan cepat. Pada tahun 1900, jarak tempuh diukur dalam blok, bukan mil. Solusi Porsche bukanlah baterai yang lebih besar. Itu adalah mesin bensin yang bertindak sebagai generator.

Pengaturan ini menjadikan Elektromobil sebagai mobil hibrida gas-listrik awal yang praktis. Unit pembakaran tidak menggerakkan roda secara langsung. Itu memutar generator untuk mengisi ulang baterai. Motor hub listrik menangani penggerak sebenarnya. Kecepatan tertinggi dibatasi pada 23 mph. Pada tahun 1900, kecepatan tersebut cukup cepat untuk perjalanan perkotaan. Itu tidak cukup untuk tur, tetapi ini memecahkan masalah baterai mati di tengah jalan kota.

Mengapa perintah E.W. Hart mengubah sejarah otomotif

Pelanggan pertama adalah E.W. Hart dari Luton, Inggris. Dia tidak hanya menginginkan hibrida. Dia menginginkan daya tarik. Dia meminta motor di keempat rodanya.

Porsche menurut. Hasilnya adalah hibrida berpenggerak empat roda. Ini merupakan lompatan teknis yang sangat besar. Sebelum pesanan Hart, Elektromobil adalah eksperimen berpenggerak dua roda. Setelah menjadi mesin berpenggerak empat roda, konsep ini berkembang dari rasa ingin tahu menjadi solusi drivetrain yang tangguh. Anda bisa berargumentasi bahwa Hart membeli AWD hybrid pertama. Dia juga membantu membuktikan bahwa penggerak listrik dapat menangani tantangan kemudi dan distribusi bobot yang rumit yang dihadapi oleh mobil berbahan bakar gas pada masa awal.

Membandingkan Elektromobil 1900 dengan Toyota Prius 1997

Jarak antara kedua kendaraan ini hampir satu abad. Teknologinya berbeda. Niatnya serupa.

Prius tidak menciptakan hibridisasi. Ini mengindustrialisasikannya. Lohner-Porsche membuktikan konsepnya berhasil. Prius membuktikan harganya cukup murah bagi jutaan orang.

Di mana Anda masih dapat melihat hibrida pertama

Kebanyakan Elektromobil hilang. Hanya segelintir yang bertahan. Mereka muncul di pameran mobil antik, biasanya dalam kondisi murni, menarik banyak orang yang menganggap itu adalah pameran statis. Sebenarnya tidak. Mereka lari. Motor hub masih berputar. Generatornya masih berdengung.

Alasan mengapa mereka menghilang dari ingatan publik adalah sederhana. Harganya mahal. Mereka lambat. Dan kemudian mesin pembakaran internal menjadi lebih baik, lebih murah, dan lebih senyap. Ide hibrida tidak mati karena gagal. Mati karena mesin bensin menjadi cukup baik.

Mengapa konsep hybrid membutuhkan waktu 100 tahun untuk kembali

Anda mungkin bertanya mengapa butuh waktu lama. Jawabannya adalah ekonomi. Pada tahun 1900, listrik mahal dan infrastruktur masih terbatas. Pada tahun 1990-an, harga minyak berfluktuasi dan peraturan emisi semakin ketat. Prius diluncurkan di Jepang pada tahun 1997 karena regulasi dan lanskap ekonomi akhirnya selaras.

Porsche dan Lohner membangun bukti konsepnya. Toyota membangun kasus bisnis. Lohner-Porsche Elektromobil tetap menjadi catatan kaki di sebagian besar buku sejarah mobil. Namun jika Anda melihat lebih dekat pada drivetrain hibrida modern mana pun, Anda akan melihat logika dasar yang sama: gunakan listrik untuk efisiensi kecepatan rendah, gunakan bensin untuk jangkauan dan tenaga. Logika itu lahir di sebuah bengkel di Wina pada tahun 1900.

Cara kerja pembuatan baterai hibrid sebenarnya

Jalur perakitan untuk kendaraan hibrida tampak mirip dengan jalur pembuatan sedan standar. Komponen antar-jemput sabuk konveyor, elevator mengangkat sub-rakitan ke posisinya, dan gabungan lengan robot dan tangan manusia mengencangkan bautnya. Jika Anda berdiri di pabrik tanpa tanda yang memberitahukan apa yang sedang dibangun, Anda mungkin tidak tahu bahwa itu adalah penghemat bahan bakar.

Perbedaan sebenarnya terjadi pada tahap baterai. Paket-paket ini besar, berat, dan haus ruang. Mereka tidak berasal dari jalur produksi yang sama dengan mobil lainnya. Pabrikan khusus, terutama yang berbasis di Jepang seperti Panasonic dan Sanyo, membangunnya. Tergantung pada model dan eranya, Anda akan melihat sel nikel metal hidrida (NiMH) atau lithium-ion (Li-ion).

Ambil rute litium-ion. Prosesnya dimulai dengan ingot litium. Di bawah tekanan besar, ia diekstrusi menjadi lembaran setebal 0,01 inci (0,254 mm). Mesin presisi menggulung lembaran-lembaran ini menjadi gulungan yang rapat, menciptakan sel-sel individual.

Lalu datanglah panas.

Sel-sel luka itu dipanggang pada suhu tinggi. Peralatan otomatis menyemprotkan logam cair ke lembaran dalam langkah yang disebut metalisasi. Setelah lapisan tersebut sembuh, beberapa sel metalisasi ini ditumpuk menjadi satu modul. Modul itulah yang akhirnya berakhir di bawah bagasi atau tempat duduk Anda, mengatur beban listrik sementara mesin gas menangani beban berat.

Apakah pembuatan hibrida meniadakan manfaat lingkungannya?

Ada mitos yang terus berkembang bahwa jejak karbon dalam membangun kendaraan hibrida begitu besar sehingga menghilangkan penghematan dalam mengendarai kendaraan. Hal ini masuk akal bagi orang yang skeptis: baterai lebih besar, lebih banyak unsur tanah jarang, lebih banyak energi untuk diproduksi. Tapi perhitungannya tidak bisa bertahan.

Misalnya saja Toyota Prius. Salah satu argumen tandingan yang umum menyatakan bahwa pengiriman nikel yang diperlukan untuk baterai NiMH ke seluruh dunia akan membakar lebih banyak energi daripada yang Anda hemat dengan mengendarai Prius daripada Hummer. Para analis telah membongkar klaim khusus ini dan menganggap klaim ini hanya mengandalkan asumsi yang salah. Energi yang dihabiskan untuk logistik hanyalah sebagian kecil dari energi yang dihemat selama masa pakai kendaraan.

Data Toyota sendiri memberikan gambaran yang lebih jelas. Sebuah Prius perlu menempuh jarak sekitar 13.000 mil (20.921 kilometer) agar pengurangan CO2 dapat melebihi emisi yang dihasilkan selama pembuatannya. Bagi sebagian besar pemilik, titik impas tersebut terjadi dalam satu atau dua tahun pertama kepemilikan.

Teknologi baterai hibrida manakah yang lebih baik dalam hal efisiensi?

NiMH dan Li-ion bukanlah peningkatan yang dapat dipertukarkan. Mereka melayani tujuan teknik yang berbeda.

• NiMH : Lebih tua, lebih berat, dan kurang padat dalam penyimpanan energi. Ini adalah standar untuk hibrida awal karena kuat, murah, dan aman. Hal ini membutuhkan lebih sedikit manajemen termal dibandingkan penggantinya.
• Li-ion : Lebih ringan dan mengemas lebih banyak energi per pon. Hal ini memungkinkan paket baterai lebih kecil, sehingga memberi ruang bagi kargo atau penumpang. Namun, hal ini memerlukan manajemen termal yang canggih untuk mencegah degradasi atau pelarian termal.

Jika Anda melihat hibrida bekas, jenis baterai menentukan perawatannya. Paket NiMH gagal secara bertahap, sering kali menunjukkan perbedaan tegangan pada masing-masing sel. Paket Li-ion dapat mengalami kehilangan kapasitas secara tiba-tiba jika sistem pendingin gagal.

Di manakah posisi mobil hybrid dalam sejarah otomotif yang lebih luas?

Hibrida bukanlah penemuan abad ke-21. Konsep ini sudah ada sejak lebih dari satu abad yang lalu. Mobil Woods Dual Power dari tahun 1917 adalah salah satu contoh terdokumentasi paling awal, yang menggabungkan mesin pembakaran internal dengan motor listrik.

Teknologi ini terhenti selama beberapa dekade karena teknologi baterai tidak mampu melakukan tugasnya. Baterai timbal-asam terlalu berat untuk membuat mobil hybrid praktis untuk berkendara sehari-hari. Baru setelah penyempurnaan NiMH pada tahun 1990-an arsitekturnya dapat diproduksi secara massal.

Kini, pembicaraan telah beralih dari “apakah berhasil?” hingga “bagaimana perbandingannya dengan EV murni?” dan “bagaimana mereka menangani cuaca dingin?” Proses manufakturnya masih rumit, namun tantangan teknisnya bukan lagi soal membuktikan kelayakannya. Fokusnya adalah mengoptimalkan jangkauan, mengurangi biaya, dan mengintegrasikan pengisian daya berbantuan tenaga surya jika memungkinkan.

Jalur perakitan masih berdengung. Baterainya masih terpanggang. Dan skeptisismenya? Itu masih ada, hanya berbekal data yang lebih baik sekarang.